Метод определения кислородного индекса. ГОСТ 21793-76.

Методы определения пожароопасности материалов.

Разработка данного метода связана с катастрофой, происшедшей в США во время тренировки астронавтов. Первоначально в США планировали осуществлять проведение полетов в космическом корабле с кислородной, а не с воздушной атмосферой, для экономии веса, выводимого на орбиту. В процессе тренировки произошло загорание в кабине и все астронавты погибли. Результаты определения КИ дают количественную характеристику, которую в других случаях определения пожароопасности получить не удается.

Сущность метода заключается в определении минимальной концентрации кислорода в потоке смеси кислорода с азотом, двужущемся с определенной скоростью (4 1 см/с), которая поддерживает горение образца в течение определенного времени (3 мин) или на определенную длину (50 мм), ( в зависимости от того, какое условие будет выполнено раньше).

Образцы для испытаний имеют форму бруска длиной 80-120 мм, шириной 10 и толщиной 4 мм. Перед испытаниями образцы кондиционируют при 23^оС при относительной влажность 50% в течение 88-94 час.

Установка для определения КИ состоит из кварцевой трубы длиной 450 мм, внутренний диаметр 75 мм. На дне трубы насыпаны на высоту 80-100 мм стеклянные шарики для равномерного распределения газовой смеси по сечению трубы. Над ними расположена проволочная сетка ( размером ячейки 1-1,6 мм для улавливания частиц, падающих с горящего образца. В трубе расположено также устройство для крепления образцов в вертикальном положении. Состав газовой смеси (азот+кислород) регулируется вентилями, укрепленными на газовых баллонах и контролируется ротаметрами.

Для поджога образца используют газовую горелку, горючий газ для нее подводится сверху. Высота пламени горелки 6-25 мм. Используют также секундомер и вытяжное устройство.

Систему продувают газовой смесью 30 с, затем верхний конец образца поджигают пламенем горелки так, чтобы загорелась вся поверхность конца образца. Горелку удаляют и сразу включают секундомер и замеряют время горения образца до того, как он погаснет. Во время горения образца концентрацию кислорода в смеси не изменяют.

Начальную концентрацию кислорода в смеси с азотом изменяют до тех пор, пока не установится минимальная концентрация кислорода в смеси с азотом, которая поддерживает горение образца в течение 180 сек или за время менее 180 сек сгорает 50 мм образца. При регулировании концентрации кислорода старый образец меняют на новый или отрезают обгоревшую часть и используют образец снова. Кислородный индекс (в %) вычисляют по формуле

КИ=Vк/(Vк+Va)^.100

где Vк и Vа-объемный расход кислорода и азота соответственно (л/мин или см³/с). За результат испытания принимают среднее арифметическое не менее трех определений.

В приложении к ГОСТ приведена таблица расхода кислорода и азота, обеспечивающего скорость потока смеси 4 см/с в кварцевой трубе при заданной концентрации кислорода.